CN117313371A - 一种基于数字孪生模型的综合展示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生模型的综合展示方法，包括以下步骤：对乡村综合能源服务场景进行可视化建模和能源设备进行数字化建模；获取能源设备的历史数据信息，并采集能源设备的实时数据信息，对历史数据信息和实时数据信息进行数据分析和深度分析；将历史数据信息和实时数据信息汇入计算机系统，综合分析乡村综合能源运行状态和效率；对能源模型进行仿真和模拟，基于模拟和评估结果，进行能源系统的优化设计和参数调整；通过将地图数据与数字孪生能源设备模型进行关联，进行全景可视化展示。优化了能源设备的数据模型、有效提高了数字模型的建模精度、丰富了能源数据服务的场景和建立了数字化分析的基础。
Description
技术领域
本发明涉及综合能源系统数字化仿真技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生模型的综合展示方法。
背景技术
农村能源作为满足农民生活、发展农业生产、改善农村环境的重要保障，为农业农村社会经济发展所发挥的重要作用，不仅会有全面性的重塑功能，也会有“乘数效应”乃至“指数效应”的迭代赋能，目前乡村能源数据成离散状态分散在乡村各个能源场景中，未能从总体态势上对乡村能源数据进行综合性展示和分析。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供能够优化能源设备的数据模型、有效提高数字模型的建模精度的一种基于数字孪生模型的综合展示方法。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种基于数字孪生模型的综合展示方法，包括以下步骤：
对乡村综合能源服务场景进行可视化建模和能源设备进行数字化建模；
获取能源设备的历史数据信息，并采集能源设备的实时数据信息，对所述历史数据信息和所述实时数据信息进行数据分析和深度分析；
将所述历史数据信息和所述实时数据信息汇入计算机系统，综合分析乡村综合能源运行状态和效率；
对能源模型进行仿真和模拟，基于模拟和评估结果，进行能源系统的优化设计和参数调整；
通过将地图数据与数字孪生能源设备模型进行关联，进行全景可视化展示。
进一步地，对乡村综合能源服务场景进行可视化建模包括以下步骤：
通过利用从公开的地理信息系统数据集中获取高程数据，创建准确的地形模型；
获取地理信息系统数据集中的高程数据，用于创建准确的地形模型；
获取卫星图像、航空摄影或无人机图像影像数据，以获取乡村地区的纹理和视觉细节；
使用建模软件的地形编辑工具对地形进行编辑和雕刻，以模拟真实地貌特征。
利用基础几何体进行建筑物的搭建，对整个农村的村貌和关键场景进行三维精细化建模；
对场景内部进行精细建模，还原场景内部结构、设备设施，并标注物联网设施设备，以真实还原场景内外部结构；
构建数字化虚拟空间，以完善整个乡村综合能源服务场景的可视化建模。
进一步地，所述能源设备为新能源发电设备、绿色出行设备和乡村智慧用能管理场景下的设备。
进一步地，所述历史数据信息和所述实时数据信息包括实时发电电压、电流、功率、发电量、用电电压、电流、用电功率、用电量、储能状态和储能容量。
一种基于数字孪生模型的综合展示系统，应用于一种基于数字孪生模型的综合展示方法，包括：建模模块、采集分析模块、状态分析模块、优化调整模块和展示模块，
所述建模模块用于对乡村综合能源服务场景进行可视化建模和能源设备进行数字化建模；
所述采集分析模块用于获取能源设备的历史数据信息，并采集能源设备的实时数据信息，对历史数据信息和实时数据信息进行数据分析和深度分析；
所述状态分析模块用于将历史数据信息和实时数据信息汇入计算机系统，综合分析乡村综合能源运行状态和效率；
所述优化调整模块用于对能源模型进行仿真和模拟，基于模拟和仿真结果，进行能源系统的优化设计和参数调整；
所述展示模块用于通过将地图数据与数字孪生能源设备模型进行关联，进行全景可视化展示
有益效果：本发明采用3D建模技术对乡村能源设备进行数据建模，并通过与物理设备的实时数据交互实现样本集自适应增长，进一步优化能源设备的数据模型，实现乡村能源服务场景下数字孪生模型的搭建，有效提高了数字模型的建模精度，进而丰富了能源数据服务的场景和数字化分析的基础。
附图说明
图1是实施例1的方法流程图；
图2是实施例2的系统结构图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，S100：对乡村综合能源服务场景进行可视化建模和能源设备进行数字化建模；
对乡村综合能源服务场景进行可视化建模包括以下步骤：
S111：通过利用从公开的地理信息系统数据集中获取高程数据，创建准确的地形模型。
S112:获取地理信息系统(GIS)数据集中的高程数据，用于创建准确的地形模型。
S113:获取卫星图像、航空摄影或无人机图像等影像数据，以获取乡村地区的纹理和视觉细节。
S114:使用SketchUp等建模软件的地形编辑工具对地形进行编辑和雕刻，以模拟真实地貌特征。
S115:利用基础几何体进行建筑物的搭建，对整个农村的村貌和关键场景进行三维精细化建模。特别关注关键场景，还原建筑物的立体外立面，包括建筑、道路、地面停车场、绿化等，并对建筑附属设备进行建模。
S116:对场景内部进行精细建模，还原场景内部结构、设备设施，并标注物联网设施设备，以真实还原场景内外部结构。
S117:构建数字化虚拟空间，以完善整个乡村综合能源服务场景的可视化建模。
能源设备进行数字化建模包括以下步骤，通过利用UML(统一建模语言)对乡村综合能源各类能源服务场景的能源类设备进行数字化建模，可以定义这些设备的各类数据和属性，并确定它们之间的关联关系。以下是一些可能包含的设备和属性：
新能源发电设备，包括分布式光伏：属性可能包括光伏板数量、功率、倾斜角度等；小型风机设备：属性可能包括风机数量、风速、转速等。
绿色出行设备，包括电动汽车充电桩：属性可能包括充电桩类型、功率输出、充电速度等；电动自行车充电桩：属性可能包括充电桩类型、充电功率、充电时间等。
乡村智慧用能管理场景下的设备，包括用电监测设备：属性可能包括电流、电压、功率消耗等；用能场景环境监测设备：属性可能包括温度、湿度、CO2浓度等。
利用UML可以将这些设备以类的形式表示，并定义类的属性和方法。关联关系可以通过关联关系符号或关联关键字表示，例如关联关系可以描述设备之间的连接关系或依赖关系。
通过这种数字化建模方法，可以实现对乡村综合能源各类设备的统一数字化呈现和信息管理，方便进行能源系统分析、优化和监控。
S200：获取能源设备的历史数据信息，并采集能源设备的实时数据信息，对所述历史数据信息和所述实时数据信息进行数据分析和深度分析；
获取能源设备的历史数据信息的方式有从各类能源设备(如分布式光伏、风机发电设备、电动汽车、电动自行车充电桩、储能设备、用电监测设备等)中获取历史数据信息。这些数据可能包括实时发电电压、电流、功率、发电量、用电电压、电流、用电功率、用电量、储能状态、储能容量等。
将获取到的历史数据作为初始化数据样本集，用于后续的数据分析。这些数据样本集可以用于训练模型或进行统计分析，以获得能源设备的数据模型或特征。
安装智能化采集网关设备用于实时采集各类能源设备的运行数据信息。这些采集网关设备可以连接到设备，并按照一定的采集频度周期性地获取实时运行数据信息。
通过智能化采集网关设备，实时获取各类能源设备的运行数据信息，包括实时发电电压、电流、功率、发电量、用电电压、电流、用电功率、用电量、储能状态、储能容量等。
将获得的实时数据信息存入一个统一的数据样本库中，用于后续的深度分析。这个数据样本库可以是一个数据库或数据仓库，并且可以使用各种数据分析技术来对数据进行深度分析，例如机器学习、统计分析、时间序列分析等。
S300：将历史数据信息和实时数据信息汇入计算机系统，利用计算机数据语言和数字化分析模型，综合分析乡村综合能源运行状态和效率。通过输入当前能源各类运行数据，判断能源运行是否合理，是否符合低碳经济运行等标准。这为乡村能源规划、建设和运行管理提供了管理手段。
通过上述方法，获取能源设备的历史数据作为初始化样本集，并在实时采集到的数据基础上进行深度分析，以获得能源设备的数据模型和特征，并进行相关的应用和决策支持。
S400：对能源模型进行仿真和模拟，基于模拟和仿真结果，进行能源系统的优化设计和参数调整；
使用能源模型进行仿真和模拟，评估乡村能源系统在不同条件下的运行情况，考虑能源供应可靠性、经济性和环境影响等因素。基于评估结果进行能源系统的优化设计和参数调整。通过评估结果和相关指标，为决策者提供可行性分析和决策支持，制定能源调度和优化策略，确保能源供需平衡和系统稳定运行，考虑到能源需求波动性和可再生能源的间歇性，制定能源调度和优化策略，确保能源供需平衡和系统稳定运行。
S500：通过将地图数据与数字孪生能源设备模型进行关联，进行全景可视化展示。
进行全景可视化展示，将地图数据与数字孪生能源设备模型关联起来，并建立数据同步机制，确保各类采集数据与数字孪生模型之间的同步更新。利用实时数据流技术，将传感器数据的变化实时传输到数字孪生模型中，以保持模型的准确性和实时性。通过模型将预测分析的结果进行可视化展示，使管理人员可以更好地理解和评估各种情况下的影响和结果。
通过数字孪生技术，地图不仅仅是静态的图像，而是一个动态的、与现实世界交互的数字表示。这种数字化的地图可以提供更详细、实时的信息，并支持更精确的分析和决策制定。
实施例2
如图2所示，一种基于数字孪生模型的综合展示系统，应用于一种基于数字孪生模型的综合展示方法，包括：建模模块1、采集分析模块2、状态分析模块3、优化调整模块4和展示模块5，
建模模块1用于对乡村综合能源服务场景进行可视化建模和能源设备进行数字化建模；
采集分析模块2用于获取能源设备的历史数据信息，并采集能源设备的实时数据信息，对历史数据信息和实时数据信息进行数据分析和深度分析；
状态分析模块3用于将历史数据信息和实时数据信息汇入计算机系统，综合分析乡村综合能源运行状态和效率；
优化调整模块4用于对能源模型进行仿真和模拟，基于模拟和仿真结果，进行能源系统的优化设计和参数调整；
展示模块5用于通过将地图数据与数字孪生能源设备模型进行关联，进行全景可视化展示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于数字孪生模型的综合展示方法，其特征在于，包括以下步骤：
对乡村综合能源服务场景进行可视化建模和能源设备进行数字化建模；
获取能源设备的历史数据信息，并采集能源设备的实时数据信息，对所述历史数据信息和所述实时数据信息进行数据分析和深度分析；
将所述历史数据信息和所述实时数据信息汇入计算机系统，综合分析乡村综合能源运行状态和效率；
对能源模型进行仿真和模拟，基于模拟和仿真结果，进行能源系统的优化设计和参数调整；
通过将地图数据与数字孪生能源设备模型进行关联，进行全景可视化展示。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模型的综合展示方法，其特征在于，对乡村综合能源服务场景进行可视化建模包括以下步骤：
通过利用从公开的地理信息系统数据集中获取高程数据，创建准确的地形模型；
获取地理信息系统数据集中的高程数据，用于创建准确的地形模型；
获取卫星图像、航空摄影或无人机图像影像数据，以获取乡村地区的纹理和视觉细节；
使用建模软件的地形编辑工具对地形进行编辑和雕刻，以模拟真实地貌特征；
利用基础几何体进行建筑物的搭建，对整个农村的村貌和关键场景进行三维精细化建模；
对场景内部进行精细建模，还原场景内部结构、设备设施，并标注物联网设施设备，以真实还原场景内外部结构；
构建数字化虚拟空间，以完善整个乡村综合能源服务场景的可视化建模。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模型的综合展示方法，其特征在于，所述能源设备为新能源发电设备、绿色出行设备和乡村智慧用能管理场景下的设备。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生模型的综合展示方法，其特征在于，所述历史数据信息和所述实时数据信息包括实时发电电压、电流、功率、发电量、用电电压、电流、用电功率、用电量、储能状态和储能容量。
5.一种基于数字孪生模型的综合展示系统，其特征在于，应用于权利要求1-4任意一项所述的一种基于数字孪生模型的综合展示方法，包括：建模模块、采集分析模块、状态分析模块、优化调整模块和展示模块，
所述建模模块用于对乡村综合能源服务场景进行可视化建模和能源设备进行数字化建模；
所述采集分析模块用于获取能源设备的历史数据信息，并采集能源设备的实时数据信息，对历史数据信息和实时数据信息进行数据分析和深度分析；
所述状态分析模块用于将历史数据信息和实时数据信息汇入计算机系统，综合分析乡村综合能源运行状态和效率；
所述优化调整模块用于对能源模型进行仿真和模拟，基于模拟和仿真结果，进行能源系统的优化设计和参数调整；
所述展示模块用于通过将地图数据与数字孪生能源设备模型进行关联，进行全景可视化展示。
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| CN117852324A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 云南云金地科技有限公司 | 一种基于数据孪生的场景构建方法 |
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2023
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